Winterschlaf – die Lösung für kalte Zeiten

Am 18. Februar 2019 veröffentlicht von Katrin Janke

Jeder hat schon mal von Winterschlaf gehört. Die allgemeine Vorstellung ist folgende: das Tier legt sich im Herbst schlafen und erwacht im Frühling frisch und ausgeschlafen. Dies entspricht jedoch nicht ganz der Realität. Tatsächlich ist der Winterschlaf kein Winterschlaf, da das Tier weder richtig schläft, noch dies zwangsweise im Winter sein muss. Doch wenn es nicht Schlaf ist, was ist es dann? Immerhin liegt das Tier sechs Monate lang bewegungslos in einem kalten Erdloch. Die Antwort darauf ist Torpor.

Winterschlaf Torpor - Murmeltiere

Während einige Tiere Winterschlaf halten, legen sich andere eine Vorratskammer an, wie beispielsweise der Schwarzschwanz-Präriehund.

Torpor ist nicht gleichzusetzen mit Winterschlaf. Vielmehr benennt es den physiologischen Zustand, den ein Tier bewusst eingeht. Der Torpor ist also ein hochregulierter Zustand, der zu jederzeit vom Tier bewusst verlassen werden kann. Manche Tiere, wie zum Beispiel der Zwerghamster, sind nur zu einem Tagestorpor in der Lage. Das bedeutet sie können nicht mehr als 24 Stunden lang regungslos verharren. Danach muss das Tier wieder Nahrung zu sich nehmen. Vögel sind ebenfalls nur zu Tagestorpor im Stande. Torpor im Sinne eines Winterschlafs kommt nur bei Säugetieren vor (Ausnahme sind einige wenige Vogelarten). Die Fähigkeit Winterschlaf zu halten wird Heterothermie genannt.

Die Heterotermie erklärt, warum man Igeln, Fledermäusen und Bären im Winter eher nicht begegnen wird. Doch auch von Schmetterlingen, Fröschen und Mücken fehlt dann jede Spur. Tatsächlich wird bei Insekten, Amphibien und Reptilien auch von einem „Winterschlaf“ gesprochen, allerdings handelt es sich dabei um ein ganz anderes physiologisches Phänomen. Sie können den Zustand, im Gegensatz zu heterothermen Säugetieren, nicht selbst kontrollieren, sondern werden durch ihre Umgebungstemperatur dazu gezwungen. Die Hintergründe dazu sind folgende: Während Säugetiere und Vögel innere Körperwärme produzieren können, ist die Körpertemperatur von Kaltblütern wie Insekten, Amphibien und Reptilien von der Umgebungstemperatur abhängig. Ab einer bestimmten Minus-Temperatur verfallen solche Tiere in eine Kältestarre.

Winterschlaf Torpor - Spinnennetz im Winter

Nur wenige Spinnen suchen im Winter Unterschlupf bei Menschen im Haus. Die meisten sterben vor Kälte.

Im Energiesparmodus durch den Winter

Bevor ein Tier den Torporzustand eingehen kann, frisst es so viel wie möglich, um genügend Fettreserven zu haben. Der konkrete Auslöser für den Winterschlaf ist bei allen Tieren unterschiedlich. Einige orientieren sich an der Länge des Tages und gehen den Torporzustand immer an einem bestimmten Datum ein. Bei anderen Arten kommt Torporstimmung erst ab einer bestimmten Temperatur auf. Dabei hat jedes Tier eine Temperaturgrenze, die nie unterschritten wird, bei den meisten Tieren ist das 5 Grad Celsius.

Wenn nun genug Fettpolster vorhanden ist, sucht sich das Tier ein Winterquartier. Das können Höhlen, kleine Minen oder auch Erd- und Baumlöcher sein. Wichtig sind dabei viel Ruhe und ein stabiles Mikroklima.

Beispiel: Igel

Für gewöhnlich beträgt die Körpertemperatur eines Igels 35 °C. In einem stundenlangen Abkühlungsstadium senkt er die Temperatur auf 5 °C. Der Energiebedarf des Körpers wird dabei um 99 Prozent reduziert und läuft im Energiesparmodus. Im Winterschlaf scheint das Tier leblos, weil die lebenserhaltenden Funktionen wie Stoffwechsel, Körpertemperatur und Herzschlag stark eingeschränkt sind. Eines der größten Wunder am Torpor ist, wie unbeschadet Organe und Muskulatur den langen Ausnahmezustand überstehen und nach dem Erwachen sofort wieder einsatzbereit sind.

Doch der Winterschlaf findet nicht ohne Unterbrechungen statt. Regelmäßig müssen sich die Tiere wieder aufwärmen, was periodische Aufwärmphase genannt wird. Wissenschaftler sind sich nicht ganz einig, warum diese stattfindet, doch die Vermutungen sind zahlreich: die Aktivierung der Immunabwehr, die Organregeneration, das Ausscheiden von Stoffwechselgiften und das Nachholen von Schlaf (wer beim Punkt Schlaf überrascht ist, den erinnere ich nochmal daran, dass der Torpor kein Schlaf ist).

Die Aufwärmphase im Frühling kostet die „Winterschläfer“ viel Energie. In nur drei Stunden heizt der Tierkörper von 5° wieder auf 35°. Das verbraucht dann schon mal 80 Prozent des vorhandenen Energiebudgets. Wir sehen, der torpide Zustand ist für viele Tiere bei niedrigen Temperaturen und Nahrungsknappheit die einzige Möglichkeit zu überleben.

Winterschlaf Torpor - Pflanzen im Schnee

Auch Pflanzen haben fürs Überwintern eine bestimmte Strategie: Sie bilden ein eigenes Frostschutzmittel.

Winterschlaf für Menschen?

In der Humanmedizin forscht man bereits seit einigen Jahrzehnten an der künstlichen Erzeugung eines torporähnlichen Zustandes. Wäre dieser tatsächlich realisierbar, so könnten nicht nur lange Operationen einfacher ablaufen, sondern sogar Krankheiten auf neuem Wege behandelt werden. Eine klinische Studie aus dem Jahr 2002 zeigte, dass sich die Überlebenschancen von Patienten nach einem Herz-Kreislauf-Stillstand tatsächlich verdoppelten, wenn bei ihnen eine Herabsenkung der Körpertemperatur erzwungen wurde. An diesem Beispiel sieht man wie positiv sich ein gedrosselter Sauerstoffbedarf auf die Regeneration des menschlichen Körpers auswirken kann.

Auch Raumfahrtforscher zeigen an der Torporforschung großes Interesse. Die Vorstellung von torpiden Astronauten, die mit wenig Ressourcen und niedrigem Stresspegel zum Mars zu fliegen, klingt tatsächlich sehr verlockend. Doch wäre das überhaupt möglich? Obgleich die NASA in ihrem Report aus dem Jahr 2017 ausdrücklich auf die Arbeit mit Lemuren hingewiesen hat (ebenfalls torpide Primaten), ist der Mensch von der Erzeugung eines wirklichen Torporzustands noch weit entfernt. Der oben beschriebene am Menschen durchgeführte Unterkühlungszustand (Hypothermie) hat mit dem Torporzustand eines Tieres nicht viel zu tun. Während der Igel seine Thermoregulation selbst herunterfährt und hochgradig kontrolliert, wurde diese beim Menschen künstlich ausgeschaltet und so eine Abkühlung erzwungen.

Zweifellos wird die Erforschung des Torporzustands bei Tieren auch weiterhin zu immer neuen Erkenntnissen führen, aus denen sinnvolle Schlüsse auch für den Menschen gezogen werden können. Darüber sollten wir erst einmal schlafen…

Stichwörter: , , ,

Kategorisiert in: